JPH0513994Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】 本考案はダイヤフラム型
エアーポンプに関する。さらに詳しくは、電磁振
動によりダイヤフラムを往復振動させるエアーポ
ンプに関する。

【0002】 本考案のエアーポンプは、主として熱
帯魚などを入れた養魚槽にエアーを供給する用途
に用いられるが、およそエアーを供給する目的で
あれば以上に限られず、浄化槽、医療、理化学そ
の他のあらゆる分野において利用することができ
る。

【0003】

【従来の技術】 ダイヤフラム型エアーポンプの
全体構成が図３に示されている。基台２０の上面
には椀状のカバー２１が取りつけられており、そ
の中にエアーポンプの本体が収納されている。エ
アーポンプ本体は鋼板などをＵ字状に曲げて形成
したフレーム１５に取りつけられており、フレー
ム１５の間に２個の電磁石３，３と駆動桿１が配
置され、駆動桿１の両端部にポンプ室５が配置さ
れている。

【0004】 このポンプの駆動原理には、電磁石と
永久磁石との間に作用する斥力と引力とが利用さ
れている。駆動桿１には永久磁石２が固着されて
おり、その駆動桿１は対向して置かれた２個の電
磁石３，３の間に配置されている。駆動桿１の両
端のそれぞれにはダイヤフラム４が取りつけられ
ており、ダイヤフラム４の周縁はフレーム１５に
固定されている。したがつて駆動桿１はダイヤフ
ラム４を介して宙に浮いたかたちで支持されてい
る。以上の構成において、電磁石３に交流電流を
印加すれば、２個の電磁石３，３間に交番磁界が
発生して、永久磁石２が交互に斥力と引力を受け
る。そのため、駆動桿１が長手方向に往復振動を
繰り返す。これが駆動原理となつている。

【0005】 なお従来のエアーポンプには、駆動桿
１の一端にのみダイヤフラム４が取りつけられ、
ポンプ室５が１個しか有しないものもある。この
ようなタイプのポンプにおいても、その駆動原理
には電磁振動が用いられており、たとえば駆動桿
１の他端をリターンスプリングなどで引つ張つて
おき、電磁力を間欠的にかけて往復振動が生起す
るようにされている。

【0006】 図４には前記ポンプ室５まわりの詳細
が示されている。ダイヤフラム４の外側にはケー
シング１１で画室に形成されたポンプ室５が設け
られている。このポンプ室５には吸引室２２と吐
出室２３が設けられており、吸引室２２には吸引
ポート６ａが穿孔され、吐出室２３には吐出ポー
ト７ａが穿孔されるとともにエアー供給パイプ
（図示されていない）を接続する接続口２４が形
成されている。吸引ポート６ａの内側には逆止弁
６が取りつけられ、吐出ポート７ａの外側には逆
止弁７が取りつけられている。逆止弁６はエアー
の吸入のみを許容して排出を阻止し、逆止弁７は
エアーの排出のみを許容して吸入を阻止するよう
になつている。したがつて先に説明した駆動原理
によつて、ダイヤフラム４が振動するとそれに伴
つてポンプ室５内の容積が変化し、エアーが吸引
室２２から吸引されるとともに吐出室２３から外
部に吐出される。

【0007】 さて以上のごときダイヤフラム型エア
ーポンプにおいて、ポンプ性能の良否は前記駆動
桿１を含めた振動系の動きの強弱に最も大きく依
存している。そこで振動系の動きを強くするた
め、ダイヤフラム４を半径方向外側に引張つた状
態で装着することが提案されている。そのように
ダイヤフラム４に張力を作用させておけば、電磁
力による駆動力にダイヤフラム４自体の弾発力が
付加されて、振動駆動力が向上するからである。

【0008】 そこで従来のエアーポンプにおいて
は、つぎの構成により、ダイヤフラム４に拡張力
を作用させている。図５において、１０はフレー
ム１５に固定されたダイヤフラム取付台であり、
この取付台１０には嵌合溝１０Ａが形成されてい
る。一方、ダイヤフラム４の一側面には嵌合突起
４Ａが形成されており、その内径ｄは嵌合溝１０
Ａの内径Ｄより小さくされている。したがつて前
記嵌合溝１０Ａに嵌合突起４Ａを嵌めると、ダイ
ヤフラム４は半径方向外側に引張られた状態とな
る。そして図４に示されるように、ダイヤフラム
４は取付台１０とケーシング１１で挟まれて固定
されている。

【0009】

【考案が解決しようとする課題】 ところで前記
従来の構成においては、ダイヤフラム４の嵌合突
起４Ａが形成されている一側面においてのみ、ダ
イヤフラム４に拡張力をかけるようになつている
ので、図６に示されるように、ダイヤフラム４が
半径方向内側へ引つ張られる力により嵌合突起４
Ａの内側が嵌合溝１０Ａの角を越えて変形を生じ
拡張力を減ずることがある。さらに図７に示され
るように、ポンプ運転中はダイヤフラム４が高速
で往復振動するので、長期間使用するうちに変形
の度合が進むという問題がある。

【0010】 ダイヤフラム４に変形が生ずると、拡
張することにより付与していた弾発力が低下する
ので、ポンプ性能がしだいに低下してしまう。そ
してこの問題は、駆動桿１で２枚のダイヤフラム
４を駆動するものであつても、１枚のダイヤフラ
ム４を駆動するものであつても変るところはな
い。

【0011】 そこで本考案者らはさきに実願昭55−
116496号（実公昭62−37982号公報）および実願
昭59−104737号（実公昭62−21755号公報）にお
いて、ダイヤフラム拡張維持用の拡張リングを別
体に構成し、それを嵌合することによりダイヤフ
ラムの変形を防止するようにした考案を提供し
た。

【0012】 本考案はこれに加え、ダイヤフラムの
変形を防止し、弾発力を恒常的に所定値に維持し
うるものであつて、拡張リングの必要をなくした
ダイヤフラム型エアーポンプを提供することを目
的とする。

【0013】

【課題を解決するための手段】 本考案のダイヤ
フラム型エアーポンプは、電磁振動によりポンプ
室に設けたダイヤフラムを往復振動させるエアー
ポンプであつて、 (a) ダイヤフラムの周縁部に嵌合部が形成されて
おり、該嵌合部はダイヤフラムの膜部の下方の
下部と上方に突出している上部とから構成され
ており、 (b) 前記嵌合部の下部を嵌めうる嵌合溝が形成さ
れたフレームと、前記嵌合部の上部と係合しう
る嵌合凸部が形成されたポンプ室のケーシング
とを備えており、フレームの嵌合溝にダイヤフ
ラムの嵌合部の下部を嵌め、さらにケーシング
の嵌合凸部で嵌合部の上部を外側に向けて押し
倒すことによりダイヤフラムを半径方向外側に
拡張する張力をかけ、かつその張力を所定値に
維持するようにしてなることを特徴としてい
る。

【0014】 本考案のダイヤフラム型エアーポンプ
は、ダイヤフラムの振動により容積が変化する型
式のポンプをいい、そのような基体構成を有して
おればダイヤフラムの装着数やポンプ室の形状を
問わず、本考案に含まれる。

【0015】

【作用】 本考案では、ダイヤフラムの嵌合部の
下部がフレームの嵌合溝に嵌められ、さらに該嵌
合部の上部をケーシングの嵌合凸部が押えること
により、ダイヤフラムの両側面において半径方向
外側に引つ張る張力が付与される。したがつて本
考案ではダイヤフラムの片面にのみ力がかかるこ
とがないので、ダイヤフラムに変形が生じること
がない。またそれにより、変形に伴う弾発力の低
下も生じず、長期にわたつて初期のポンプ性能を
維持することができる。

【0016】

【実施例】 以下、添付図面に基づき本考案のダ
イヤフラム型エアーポンプ（以下、エアーポンプ
という）を説明する。

【0017】 図１は本考案のエアーポンプの一実施
例の要部断面図、図２は図１に示される実施例に
おいてケーシングの嵌合凸部とダイヤフラムの嵌
合部とを係合させた状態をあらわす要部断面図で
ある。

【0018】 なお本実施例においてエアーポンプの
基本構成は図３に基づいて説明したところと同様
であるので、要部以外の説明は省略する。また嵌
合溝１０Ａはいずれもフレーム１５にボルトなど
で固定された取付台１０に形成されているが、こ
れらの嵌合溝はフレーム１５に直接形成されてい
てもよい。したがつて、実用新案登録請求の範囲
にいう「フレームに設けられた嵌合溝」とは、フ
レームに固定された取付台に形成された嵌合溝お
よびフレームに直接形成された嵌合溝の両方を含
む概念である。

【0019】 ダイヤフラム４は基本的には公知のダ
イヤフラムと同様にゴムなどの弾性体を用いた円
盤状の薄膜である。本実施例のダイヤフラム４は
周縁部に嵌合部４Ａが形成されている。該嵌合部
４Ａはダイヤフラム４の膜部４Ｂの下方の下部４
１と上方に突出している上部４２とから構成され
ており、下部４１は嵌合溝１０Ａの溝の大きさと
ほぼ同じ大きさの断面矩形であり、また上部４２
は断面略三角形に形成されている。

【0020】 一方、取付台１０には環状の嵌合溝１
０Ａが形成されている。前記嵌合部４Ａの幅は嵌
合溝１０Ａの幅とほぼ等しい。また嵌合溝１０Ａ
の外側上端の角は斜めに切り取られて斜面１０Ｃ
が形成されている。ケーシング１１の嵌合凸部１
１Ａは嵌合部４Ａの上部４２を外側に向けて押し
倒す部材であり、その下面に環状の小突起４４が
形成されている。ケーシング１１の固定はビスな
どで取付台１０に螺合するほか、適宜の手段をと
ることができる。

【0021】 図２に示されるように、ケーシング１
１を取付台１０に固定すると嵌合部４Ａの上部４
１が嵌合溝１０Ａの斜面１０Ｃに押し倒され、そ
の動きによつてダイヤフラム４の膜部４Ｂに拡張
力Ｃが付与される。このばあい、嵌合部４Ａの下
部４１が嵌合溝１０Ａと嵌合凸部１１Ａとで挟ま
れるとともに嵌合部４Ａの上部４２がケーシング
の嵌合凸部１１Ａにより外側に向けて押し倒され
るので、前記拡張力はダイヤフラム４の表裏両面
に等しく生ぜしめられる。このようにして本実施
例では、ダイヤフラム４に偏つた力が作用するこ
とがないのでダイヤフラム４に変形が生ずること
がない。

【0022】 つぎに本実施例の利点を説明する。

【0023】 本考案のごとき電磁振動を駆動力とす
るポンプにおいては、振動系の固有振動数がポン
プ性能を大きく左右する。そのため設計時に適切
な固有振動数がえられるよう振動系の質量やダイ
ヤフラム４の弾発力が設定される。

【0024】 しかして、本実施例ではダイヤフラム
４に変形が生じないので、常に同一の弾発力を維
持することができる。そのため設計時の固有振動
数が長期間使用しても変動しないので、ポンプの
初期性能を長期にわたり安定的に維持することが
できる。

【0025】 なお本考案において、ポンプの振動系
の固有振動数を電磁石３に印加する交流電流の電
源周波数に近づければ、共振作用が生ずことにな
り、ポンプの駆動力を高めうるという効果を併せ
奏することができる。

【0026】 本考案では駆動力の増強を望むばあい
は叙上のごとく、固有振動数と電源周波数とをで
きるだけ近づけるよう設計すればよいが、そうし
なくとも実用上必要な駆動力がえられるばあい
は、特定の電源周波数に限られることなく使用す
ることができる。

【0027】 以上に本考案の実施例を説明したが、
本考案はそれらに限られずその要旨を逸脱しない
範囲で種々の変更例を採用することができる。

【0028】

【考案の効果】 本考案は、ダイヤフラムの変形
を防止し、弾発力を恒常的に所定値に維持するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のダイヤフラム型エアーポンプの
一実施例の要部断面図である。

【図２】図１に示される実施例においてケーシン
グの嵌合凸部とダイヤフラムの嵌合部とを係合さ
せた状態をあらわす要部断面図である。

【図３】ダイヤフラム型エアーポンプの基本構成
を示す一部破断斜視図である。

【図４】ポンプ室の基本構成を示す断面図であ
る。

【図５】従来例のダイヤフラム取付構造の説明図
である。

【図６】従来例の問題点の説明図である。

【図７】従来例の問題点の説明図である。

【符号の説明】 １……駆動桿 ２……永久磁石 ３……電磁石 ４……ダイヤフラム ４Ａ……嵌合部 ４Ｂ……膜部 ５……ポンプ室 １０……取付台 １０Ａ……嵌合溝 １１Ａ……嵌合凸部 １５……フレーム。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電磁振動によりポンプ室に設けたダイヤフラム
   を往復振動させるエアーポンプであつて、 (a) ダイヤフラムの周縁部に嵌合部が形成されて
   おり、該嵌合部はダイヤフラムの膜部の下方の
   下部と上方に突出している上部とから構成され
   ており、 (b) 前記嵌合部の下部を嵌めうる嵌合溝が形成さ
   れたフレームと、前記嵌合部の上部と係合しう
   る嵌合凸部が形成されたポンプ室のケーシング
   とを備えており、フレームの嵌合溝にダイヤフ
   ラムの嵌合部の下部を嵌め、さらにケーシング
   の嵌合凸部で嵌合部の上部を外側に向けて押し
   倒すことによりダイヤフラムを半径方向外側に
   拡張する張力をかけ、かつその張力を所定値に
   維持するようにしてなることを特徴とするダイ
   ヤフラム型エアーポンプ。